一種低價簡易電源的設計

圖5顯示了12V/(1.8V/3.5A)電源在滿載下的波形。最上面的波形是1.8V輸出電壓紋波。測出來的紋波值也是53mV。中間波形是上端和下端場效應管驅動電壓。最下面波形是BST管腳上的電壓。測量出來的開關頻率是145kHz，非常接近前面計算出來的150kHz值。

圖5 12V/(1.8V/3.5A)開關電源波形(滿載)

圖6顯示了輸出電壓在負載從滿載到空載過程中的波形。直流電壓的變化小于50mV，大約是輸出電壓的3％。

圖6 輸出電壓動態(tài)波形（Vin=12V，VO=1.8V，IO=3.5A～0A）

4 PCB線路板排版要點

為保證設計的電源能在系統(tǒng)中正常工作，PCB排版是非常重要的。電源PCB排版與數字電路排版完全不一樣。在數字電路排版中，許多數字芯片可以通過PCB軟件來自動排列，芯片之間的連接線可以通過PCB軟件來自動連接。正確的開關電源PCB排版需要設計人員對開關電源工作原理有一定的了解。通常設計人員需要知道高頻交流電流的走線并能夠區(qū)分小信號控制電路部分和大功率元器件走線部分。

圖7將傳統(tǒng)電路圖（圖1）分成控制電路部分和功率電路部分。一般來講，電源的功率電路部分包括輸入電容（Cin），輸出電容(CO），輸出電感（L），場效應管(S1/S2）?？刂齐娐凡糠职≒WM芯片、旁路電容、自舉電路及反饋電阻。

圖7 電源控制電路（細線）和功率電路走線（粗線）

圖8更進一步顯示功率電路部分的電流和電壓。可以看到高頻率交流電流在由場效應管和輸入電容所組成的回路中流動。所以，此回路中元器件之間的PCB走線要短且寬。此回路的面積越小越好。小回路面積將大大地減小EMI噪聲并產生一個比較安靜的功率地。安靜的功率地使場效應管的柵極驅動電壓波形非常干凈。Cin可用大容量電解電容和小容量瓷片電容并聯(lián)，并要靠近場效應管。這可以用圖9的物理效應來解釋。在圖9中，如果高頻電流的回路面積很大，就會在回路的內部和外部產生很強的EMI。如果同樣的高頻電流的回路面積設計得非常小，回路內部和外部的電磁場互相抵銷，整個電路會變得非常安靜。

圖8 功率電路的電流和電壓

圖9 大回路面積大EMI干擾（上）小回路面積小EMI干擾（下）